Биологические ресурсы древесно-кустарниковой растительности и его значение для защитного лесоразведения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Биологические ресурсы древесно-кустарниковой растительности и его значение для защитного лесоразведения

Раисат Магомедовна Адамова,

Магомед-Расул Абдусаламович Казиев

Аннотация

В работе представлены результаты исследований сложившегося биоразнообразия древесных и гемиксерофильных кустарников предгорий как возможных интродуцентов для использования в защитном лесоразведении. Изученен видовой состав, степень и характер распространения в различных условиях, ресурсный потенциал изучаемой древесно-кустарниковой растительности с привязкой к условиям местности. Проведенные опыты в период с 2010 по 2021 гг. позволили получить данные по видовому разнообразию и количеству древесных пород в различных природных фациях засушливых регионов. Исследования по формированию естественной смены древесных видов проводились в условиях центральной предгорной подзоны Республики Дагестан (Кайтагский район). Наибольшее количество экземпляров (N) - 930 шт. - насчитывалось на элементе рельефа «речной островок». На следующем участке «береговая линия» наблюдалось резкое снижение до 31 шт. и в последующем незначительное увеличение со сменой элементов рельефа до 79 шт., что, по всей видимости, объясняется влагообеспеченностью почв и уровнем залегания грунтовых вод. Обратная картина зафиксирована в видовом составе: 5-13 шт. от «реч-ного островка» до «склона», что свидетельствует о смене биологического разнообразия лесных сообществ в зависимости от смены условий рельефа. Объектом исследований служили также лесные насаждения в сухостепных, полупустынных районах, почвозащитные аридные редколесья бархана Сарыкум. Обследование древесных растений, проведенное в условиях бархана Сарыкум, показало, что кустарниковой жизненной формы здесь в 1,6 раза больше, чем древовидной. В настоящее время на бархане Сарыкум естественно произрастает 61 вид древесных растений, в т. ч. 22 вида деревьев, 35 видов кустарников, 3 вида полукустарников, 1 вид лиан. В пределах условий лесорастительного районирования успешность выращивания той или иной древесной породы существенно зависела от почвенно-грунтовых условий. Изучение влияния этого фактора на рост новых пород позволило определить критерии оценки почвенных условий и взаимоотношение с окружающей растительностью.

Ключевые слова: защитные лесные насаждения, аридные территории, интродукция, бархан Сарыкум

Abstract

Biological resources of trees and shrubs and their importance for protective afforestation

Raisat M. Adamova1H, Magomed-Rasul A. Kaziev2,3,

The paper presents the results of the research of the established biodiversity of woody and hemixerophilous shrubs in the foothills as possible introducers for use in protective afforestation. The species composition, the degree and nature of distribution under various conditions, the resource potential of the studied tree and shrub vegetation were investigated with reference to local conditions. Conducted experiments (2010 - 2021) made it possible to obtain data on species diversity and the number of tree species in various natural facies of arid regions. Reaearch on the formation of a natural succession of tree species were carried out in the conditions of the central foothill subzone of the Republic of Dagestan (Kaitagsky district). The largest number of copies (930 pcs) was found on the relief element “river island”. In the next section of the «coastline» there was a sharp decrease to 31 units. Subsequently a slight increase with the change of relief elements up to 79 pieces occurred. Apparently, it was due to the soil moisture supply and the level of groundwater. The opposite pattern was recorded in the species composition (5-13 pcs. from the «river island» to the «slope») which indicated a change in the biological diversity of forest communities depending on the change in relief conditions. Forest plantations in dry-steppe, semi-desert regions, soil-protective arid light forests of the Sarykum dune have also served as an object of the research. A survey of woody plants, carried out in the conditions of the Sarykum dune, showed that the shrub vital form is 1,6 times more than the tree-like one. Currently, 61 species of woody plants grow naturally on the Sarykum dune (including 22 species of trees, 35 species of shrubs, 3 species of semi-shrubs, 1 species of vines). Within the limits of the conditions of forest plantation zoning, the success of growing tree species significantly depended on the soil and ground conditions. The study of this factor's influence on the new species growth made it possible to determine the criteria for assessing soil conditions and the relationship with the surrounding vegetation.

Keywords: protective forest plantations, arid territories, introduction, barkhan Sarykum

Введение

древесный гемиксерофильный кустарник

Актуальность темы. Исследование биологических ресурсов древесно-кустарниковой растительности является перспективным для создания защитных лесных насаждений, которые играют важную роль в стабилизации экологических систем. Путем создания своеобразного микроклимата на почвах, они вносят изменения в экологическое и биологическое равновесие территории, предотвращают деградацию земель и повышают продуктивность сельскохозяйственных угодий. К усилению антропогенного воздействия на природную среду по мере своего развития привела хозяйственная деятельность человека, в том числе и на лесные экосистемы.

Искусственное лесоразведение является одним из эффективных мероприятий в борьбе с эрозией почв и способствует вовлечению земель в хозяйственный оборот.

Исследования, направленные на сдерживание процессов остепнения и опустынивания земель, имеют стратегическое значение. Лесные фитоценозы способны приостановить эти процессы и сохранить жизнеобитаемые территории.

Объекты и методы исследований. Методологической основой проведения исследований стал комплексный подход, включающий типовые методы исследований по таксации, лесоводству.

Исследования по формированию естественной смены древесных пород проводились в условиях центральной предгорной зоны Дагестана. При этом изучалось формирование лесных сообществ в различных природных фациях (островковых, прирусловых, террасных, склоновых участках) с целью выявления устойчивого видового состава при различной степени антропогенной трансформации среды.

Объектом исследований служили также лесные насаждения в сухостепных, полупустынных районах, почвозащитные аридные редколесья бархана Сарыкум.

Теоретическая и практическая значимость работы.

Результаты исследований могут служить основой для разработки мероприятий по рациональному использованию земельных ресурсов и созданию защитных лесных насаждений.

Выявленные закономерности характеризуют параметры, необходимые при создании барьерных зон защитных лесных насаждений и лесовосстановления в аридных условиях.

Результаты исследований

Создание защитных лесных насаждений в регионах, подверженных в сильной степени антропогенной деградации (остепнение, опустынивание), является сложной задачей, для решения которой необходимо изучение взаимосвязи экологических и биологических особенностей роста и развития древесной растительности.

Учитывая интенсивность негативного воздействия антропогенных факторов и формирование радикальных изменений в составе, структуре почвенного покрова и функциональной организации сообществ растений и животных аридных экосистем, в качестве первоочередной задачи выдвигается разработка предложений по сохранению биоразнообразия, изучению возможностей восстановления лесных сообществ путем средней и дальней интродукции (табл. 1), выявления и внедрения устойчивых видов, поскольку лесная растительность является основным резервуаром биологического разнообразия, и только она способна приостановить интенсивные процессы остепнения и опустынивания земель [1-5].

Таблица 1. География средней и дальней интродукции в Ботаническом саду Дагестанского государственного ниверситета Table 1. Geography of medium and distant introduction in the Botanical Garden of Dagestan State University

Источник: составлено авторами. Source: compiled by the authors.

Получены данные по видовому разнообразию и количеству древесных пород в различных природных фациях засушливых регионов. Элементы рельефа имеют относительно устойчивые виды, характерные для региональных условий их развития (табл. 2).

Таблица 2. Видовой состав и смена древесных пород естественных лесных сообществ в предгорной зоне Дагестана

Table 2. Species composition and change of tree species in natural forest communities in the foothill zone of Dagestan

Примечание: жирным шрифтом выделены связывающие виды дендрофлоры Note: linking dendroflora species are marked in bold Источник: составлено авторами.

Source: compiled by the authors.

Следует отметить, что количественный состав древесных пород в зависимости от элементов рельефа имеет свою специфику. Наибольшее количество экземпляров (N) - 930 шт. насчитывается на элементе рельефа «речной островок» (рис. 1, а).

А

Б

Рис. 1. Состав и смена древесных пород естественных лесных сообществ. в зависимости от элементов рельефа (а - количество экземпляров, б - количество видов)

Fig. 1. Composition and change of tree species in natural forest communities depending on relief elements (a - number of samples, b - number of species).

Источник: составлено авторами.

Source: compiled by the authors.

На следующем участке «береговая линия» наблюдается резкое снижение до 31 шт. и в последущем незначительное увеличение со сменой элементов рельефа до 79 шт., что, по всей видимости, объясняется влагообеспеченностью почв и уровнем залегания грунтовых вод. Обратная картина наблюдается в видовом составе: 5-13 шт. от «речного островка» до «склона», что свидетельствует о смене биологического разнообразия лесных сообществ в зависимости от смены условий рельефа (рис. 1, б).

Коэффициент сходства дендрофлор (Серенсена-Чекановского) при попарном сравнении изменяется в пределах 0,36-0,40%, т.е. имеет умеренные значения (табл. 2). Из общего числа видов по всему району исследований ни один вид не отмечен более чем в двух районах. Оценка сходства дендрофлор показала, что все элементы рельефа одинаково близки по этому показателю (0,40; 0,40; 0,36) [6].

Таблица 3. Матрица сходства состава дендрофлор предгорной зоны Дагестана

Table 3. Matrix of similarity of dendrofloras' composition in the foothill zone of Dagestan

Примечание. N - видовое богатство Note. N - species diversity Источник: составлено авторами.

Source: compiled by the authors.

Максимальное видовое богатство демонстрирует «терраса» (15 видов), далее по рангу убывания числа видов следуют «склоновые участки» (13) и «береговая линия» (10).

Исследования по формированию лесных сообществ в различных природных фациях позволили нам установить виды растений, представляющих интерес для интродукции в сухостепные условия и внедрения их в защитные лесонасаждения. Жизненная форма растений и данные фенологических наблюдений являются показателями особенностей флоры того или иного региона, которая отражает комплекс адаптивных характеристик видов к определенным условиям среды [3; 6].

Обследование крупнейшего в мире песчаного бархана Сарыкум позволило определить видовой состав древесных растений и установить морфологические особенности различных жизненных форм в связи с их адаптацией к аридным условиям и прекращением антропогенного воздействия [7]. На обширном песчаном массиве высотой 262 м, площадью 30 кв. км, расположенном в сухой степи, на глинистой почве отмечается самая высокая среднегодовая температура воздуха в Дагестане - 14,8 С° [8].

В списке первого исследователя бархана Сарыкум А. А. Майорова [9] насчитывалось 108 видов растений, затем этот список увеличился до 278 видов [8], дальнейшими исследованиями К.Ю. Аба- чева, А. И. Аджиевой [7] список флоры дополнился более чем 100 видами. По данным А. И. Аджиевой [1], П.О. Мухумаева, А.И. Хизриева, А.И. Аджиева, С.О. Омарова [10], осуществивших таксономический анализ флоры бархана Сарыкум, на нем призрастает 438 видов растений (279 родов и 74 семейства) (рис. 1).

Для проведения сравнительного анализа из общего списка, составленного А.И. Аджиевой [1], нами отобраны виды жизненных форм древесных растений по С. К. Черепанову [11] и представлены в табл. 4.

Рис. 2. Видовой состав растений бархана Сарыкум

Fig. 2. Species composition of plants in the Sarykum dune Источник: составлено авторами.

Source: compiled by the authors.

Таблица 4. Жизненные формы дендрофлоры бархана Сарыкум Table 4. Vital forms of the dendroflora of the Sarykum dune

Источник: составлено по данным Аджиевой А.И. [1].

Source: compiled according to Adzhieva A.I. [1].

По данным табл. 4 в настоящее время на бархане Сарыкум естественно произрастает 61 вид древесных растений, в т. ч. 22 вида деревьев, 35 видов кустарников, 3 вида полукустарников, 1 вид лиан. Самую высокую точку на бархане занимает ива каспийская (Salix caspica Pall.). Эти данные позволяют считать, что аналогичную положительную картину интродукция этих растений имела бы и в других песчаных территориях республики, расположенных в менее жестких условиях, если бы удалось уберечь их от антропогенной трансформации среды.

Обследование древесных растений, проведенное в условиях бархана Сарыкум, показало, что кустарниковой жизненной формы здесь в 1,6 раза больше, чем древовидной (рис. 2).

В защитном лесоразведении в качестве интродуцентов были использованы: Gleditsia triacanthos L., Ailantus altissima (Mill) Swingle, Morus alba L., Acer campestre L., A. negundo L., Morus nigra L., Salix caspica Pall., Ulmus laevis Pall., Gleditsia triacanthos L.

Рис. 3. Соотношение жизненных форм древесных растений на бархане Сарыкум

Fig. 3. The ratio of vital forms of woody plants on the Sarykum dune

Источник: составлено авторами

Source: compiled by the authors

Заключение

На основании проведенных исследований дана характеристика специфике смены древесных пород по трансекту: «речные островки» - «береговая линия» - «терраса» - «склон» в предгорных условиях. В процессах смены пород в основном преобладает влияние фактора влагообеспеченности, а активность естественной смены пород свидетельствует о наличии здесь больших потенциальных возможностей биоразнообразия древесных растений.

Развитие естественной дендрофлоры на бархане Сарыкум потверждает возможность облесения кустарниками и деревьями территорий в сухостепных условиях при прекращении антропогенного давления на экологическую среду.

Необходимо проведение дальнейших научных исследований, обеспечивающих выявление наиболее эффективного состава дендрофлоры при формировании лесных сообществ и их интродукции в лесостепные условия. Они успешно выполняют средообразующую и стабилизирующую функцию, необходимую для реализации актуальной стратегии бережливого природопользования.

Список источников

1. Аджиева А.И. Сводный список видов флоры бархана Сарыкум // Вестник Дагестанского государственного университета. N° 1. 2008. С. 52-58.

2. Алексеев Б.Д. Особенности растительного покрова Дагестана. Махачкала: ДГУ, 1983. 83 с.

3. Булыгин Н.Е. Фактическое распространение древесных интродуцентов в урбанофитоценозах городов России и сопредельных государств // Тезисы докладов, представленных II (X) съезду РБО. СПб., 1998. Т. 2. С. 278.

4. Векшегонов В.Я. Полезащитное лесоразведение в сухостепных районах. М.: Лесная промыш-ленность, 1970. 72 с.

5. Виноградов В.Н. Защитные лесные насаждения при комплексном освоении песков // Агролесомелиорация. М.: Лесная промышленность, 1979. С. 103-117.

6. Зайцев Г.Н. Фенология древесных растений. М.: Наука, 1981. 120 с.

7. Абачев К.Ю. Флора и растительность бархана Сарыкум и их охрана. Махачкала: ДГУ, 1995. 45 с.

8. Львов П.Л., Рябченко Г.К., Хонякина З.П. Экскурсия учащихся на Кумторкалинский бархан Сарыкум. Махачкала: Дагучпедгиз, 1960. 59 с.

9. Майоров А. А. Эоловая пустыня у подножия Дагестана. Махачкала: Дагестанский научно- исследовательсктй институт, 1928. 116 с.

10. Мухумаева П. О., Хизриева А.И., Аджиева А.И. Дополнения к флоре Дагестана // Ботанический журнал. 2014. Т. 99. № 12. С. 1396-1400. - EDN TBECCL.

11. Черепанов С.К. Сосудистые растения России и сопредельных государств (в пределах бывшего СССР). СПб.: Мир и семья, 1995. 992 с.

References

1. Adzhieva AI. Consolidated list of flora species of the Sarykum dune. Herald of Dagestan State University. 2008;(1): 52-58. (In Russ.).

2. Alekseev BD. Features of the vegetation cover of Dagestan. Makhachkala: DBU; 1983. (In Russ.).

3. Bulygin NE. Actual distribution of woody introducers in urban Phytocenoses of Russian cities and neighboring states. Abstracts of reports, prepared for the II (X) Convention of the Russian Botanical Society. Saint Petersburg; 1998. p. 278. (In Russ.).

4. Vekshegonov VYa. Field-protecting forestation in dry-steppe regions. Moscow: Lesnaya promyshlennost; 1970. (In Russ.).

5. Vinogradov VN. Protecting forest plantations during complex development of sands. In: Vinogradov VN (eds.) Agrolesomelioratsia. Moscow: Forestry industry; 1979. p. 103-117. (In Russ.).

6. Zaytcev GN. Phenology of woody plants. Moscow: Nauka; 1981. (In Russ.).

7. Abachev KYu. Flora and vegetation of the Sarykum dune and their protection. Makhachkala: DBU; 1995. (In Russ.).

8. Lvov PL, Ryabchenko GK, Honyakina ZP. Excursion of students to the Kumtorkalinsky Sarykum dune. Makhachkala: Daguchpedgiz; 1960. (In Russ.).

9. Mayorov AA. Aeolian desert at the foot of Dagestan. Makhachkala: Dagestan Research Institute; 1928. (In Russ.).

10. Muhrnnaeva РО, Khizrieva AI, Adjieva AI. Addition to the flora of Dagestan. Botanicheskii zhurnal = Botanical journal. 2014;99(12): 1396-1400. (In Russ.). - EDN: TBECCL.

11. Cherepanov SK. Vascular plants of Russia and neighboring states (within the former USSR). St. Petersburg: Mir i semya; 1995. (In Russ.).

Размещено на Allbest.ru